(57)【要約】【課題】  位相進み遅れ補償に制限がある中で、できるだけ誤差信号の低周波成分の強調を大きくし、サーボ制御性能の向上、ならびに低周波の位置ズレ抑制を図る。【解決手段】  光ピックアップのアクチュエータや磁気ヘッドのアクチュエータに制御信号を供給するための制御演算部１１０において、アクチュエータの検出回路から得られる誤差信号に基づいて制御信号を算出する際に、複素零点をもつフィルタ特性をもたせる。これにより、位相進み遅れ補償が制限され、誤差信号の高周波成分の強調を抑えても、低周波成分の強調を相対的に大きくすることができる。もしくは、低周波成分の強調を同程度に設定した場合、高周波成分の強調を小さくして、２次共振周波数でのマージンを大きく取ることができる。【選択図】        図１
2006012284.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体に対して情報信号の記録及び／または再生を行う記録及び／または再生素子と、
上記記録及び／または再生素子を上記記録媒体上の目標位置に移送するアクチュエータと、
上記目標位置と実際の記録位置または再生位置との誤差に比例する誤差信号を検出する誤差信号検出手段と、
上記誤差信号検出手段によって検出された誤差信号に基づいて、上記アクチュエータを駆動制御する制御信号を生成し、上記アクチュエータを駆動制御するする制御演算手段とを備え、
上記制御演算手段は、上記誤差信号に基づいて制御信号を算出する経路に、低域ゲインを高くするために複素零点に基づくフィルタ特性をもたせる手段を設けた、
ことを特徴とするサーボ制御装置。
【請求項２】
上記誤差信号は、目標位置に外乱を加え、その値から実際の位置を減じた信号であることを特徴とする請求項１記載のサーボ制御装置。
【請求項３】
上記記録媒体が光ディスクであり、上記記録及び／または再生素子が上記光ディスクに対して情報信号の記録または再生を行う光ピックアップの光学ヘッドであることを特徴とする請求項１記載のサーボ制御装置。
【請求項４】
上記記録媒体が磁気ディスクであり、上記記録及び／または再生素子が上記磁気ディスクに対して情報信号の記録または再生を行う磁気ヘッドであることを特徴とする請求項１記載のサーボ制御装置。
【請求項５】
記録媒体に対して情報信号の記録及び／または再生を行う記録及び／または再生素子と、
上記記録及び／または再生素子を上記記録媒体上の目標位置に移送するアクチュエータと、
上記目標位置と実際の記録位置または再生位置との誤差に比例する誤差信号を検出する誤差信号検出手段と、
上記誤差信号検出手段によって検出された誤差信号に基づいて、上記アクチュエータを駆動制御する制御信号を生成し、上記アクチュエータを駆動制御する制御演算手段とを備えたサーボ制御装置の制御方法であって、
上記制御演算手段によって上記誤差信号に基づいて制御信号を算出する際に、低域ゲインを高くするために複素零点に基づくフィルタ特性をもたせる、
ことを特徴とするサーボ制御方法。
【請求項６】
上記誤差信号は、目標位置に外乱を加え、その値から実際の位置を減じた信号であることを特徴とする請求項１記載のサーボ制御方法。
【請求項７】
上記記録媒体が光ディスクであり、上記記録及び／または再生素子が上記光ディスクに対して情報信号の記録または再生を行う光ピックアップの光学ヘッドであることを特徴とする請求項１記載のサーボ制御方法。
【請求項８】
上記記録媒体が磁気ディスクであり、上記記録及び／または再生素子が上記磁気ディスクに対して情報信号の記録または再生を行う磁気ヘッドであることを特徴とする請求項１記載のサーボ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種の光ディスクや光磁気ディスク等を用いた光学記録再生装置における光ピックアップによるレーザ光の集光位置制御、あるいは、フロッピディスクやハードディスク等を用いた磁気記録再生装置における磁気ヘッドの位置を制御するためのサーボ制御装置及び制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば光ディスク記録再生装置においては、レーザ光を一定位置に集光するために、対物レンズを移動するアクチュエータのサーボ制御が行なわれる（例えば特許文献１〜６参照）。具体的には、光ディスクの半径方向の集光位置ずれを補正するトラッキングサーボ制御、及び光ディスク面の垂直方向の集光位置ずれを補正するフォーカスサーボ制御が行なわれる。このとき、例えばトラッキングサーボ制御ではディスク装着時の偏芯により生じる、ディスク回転に同期した集光位置ずれのような低周波大振幅の位置ずれから、光ディスクトラック形成精度に基づく高周波の位置ずれまで、幅広い周波数の位置ずれに対応する必要がある。同じくフォーカスサーボ制御でも、ディスクのソリによるディスク回転に同期した低周波大振幅の集光位置ずれから、ディスクの膜厚変動による高周波の位置ずれまで、幅広い周波数の位置ずれに対応する必要がある。
【０００３】
このように幅広い周波数の位置ずれに対し、従来のサーボ制御演算手段では低周波成分の強調と高周波での位相進み遅れ補償を行なって対応している。具体的には、低周波大振幅の誤差信号に対応して低周波成分を強調して低周波の位置ずれを抑圧し、高周波では位相進み遅れ補償を行なって高周波の誤差信号まで応答できるようにしている。
また、磁気ディスク記録再生装置では、一般にトラッキングサーボ制御のみを行う構成であるが、光ディスク記録再生装置の場合と同様に、低周波成分の強調と高周波での位相進み遅れ補償が行なわれている。
いずれの場合でも、サーボ制御演算手段においては、上記誤差信号に対し低周波成分をなるべく強調して低周波の位置ズレをできるだけ抑圧することが望ましい。また、位相進み遅れ補償により、できるだけ高周波の誤差信号まで応答することが望ましい。
【特許文献１】特開平４−３４５９２９号公報
【特許文献２】特開平９−２９３２５１号公報
【特許文献３】特許第２５６５５７４号公報
【特許文献４】特許第２６９２２５１号公報
【特許文献５】特許第２７７８０９４号公報
【特許文献６】特許第３４８０３３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら実際には、光ディスク記録再生装置では対物レンズ部のアクチュエータ機構系は高周波域に２次共振特性を有しており、磁気ディスク記録再生装置では磁気ヘッド保持機構が高周波域に２次共振特性を有している。すなわち、これらの機構部は低剛性の部位であるため、高速での駆動時に高周波の２次共振が発生する。
したがって、この種のサーボ制御装置においては、あまり高い周波数の誤差信号にまで対応させようとすると、サーボ制御系が発振現象を起こすという課題があった。具体的には、サーボ制御演算手段で高周波の位相進み遅れを行なうことで誤差信号の高周波成分が強調されるが、このときアクチュエータ機構系の２次共振周波数の成分を強調しすぎると、この周波数での発振現象を引き起こす。
したがって、２次共振の影響を低減し、安定なサーボ制御を行なうためには、サーボ制御演算手段での位相進み遅れ補償を行なう周波数をある周波数以下に限定し、高周波成分の強調を抑える必要がある。しかし、サーボ制御演算手段での位相進み遅れ補償と低周波成分の強調（高周波成分の抑制）との間には関連があり、全く独立して設定することはできない。
このため、位相進み遅れ補償の制限により誤差信号の低周波成分の強調にも限界が生じ、サーボ制御系での性能限界も決定されることになる。
【０００５】
そこで本発明は、位相進み遅れ補償に制限がある中で、できるだけ誤差信号の低周波成分の強調を大きくし、サーボ制御性能の向上、ならびに低周波の位置ズレ抑制を図ることができるサーボ制御装置及び制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の目的を達成するため、本発明のサーボ制御装置は、記録媒体に対して情報信号の記録及び／または再生を行う記録及び／または再生素子と、上記記録及び／または再生素子を上記記録媒体上の目標位置に移送するアクチュエータと、上記目標位置と実際の記録位置または再生位置との誤差に比例する誤差信号を検出する誤差信号検出手段と、上記誤差信号検出手段によって検出された誤差信号に基づいて、上記アクチュエータを駆動制御する制御信号を生成し、上記アクチュエータを駆動制御するする制御演算手段とを備え、上記制御演算手段は、上記誤差信号に基づいて制御信号を算出する経路に、低域ゲインを高くするために複素零点に基づくフィルタ特性をもたせる手段を設けたことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明のサーボ制御方法は、記録媒体に対して情報信号の記録及び／または再生を行う記録及び／または再生素子と、上記記録及び／または再生素子を上記記録媒体上の目標位置に移送するアクチュエータと、上記目標位置と実際の記録位置または再生位置との誤差に比例する誤差信号を検出する誤差信号検出手段と、上記誤差信号検出手段によって検出された誤差信号に基づいて、上記アクチュエータを駆動制御する制御信号を生成し、上記アクチュエータを駆動制御するする制御演算手段とを備えたサーボ制御装置の制御方法であって、上記制御演算手段によって上記誤差信号に基づいて制御信号を算出する際に、低域ゲインを高くするために複素零点に基づくフィルタ特性をもたせることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のサーボ制御装置及び制御方法によれば、制御演算手段によって誤差信号に基づいて制御信号を算出する際に、複素零点をもつフィルタ特性をもたせることで、誤差信号の低周波成分の強調を高周波成分の強調に比べ相対的に大きくすることから、２次共振特性により位相進み遅れ補償が制限され、高周波成分の強調が抑えられても、低周波成分の強調を大きくすることができ、より低周波の位置ズレを小さくすることが可能となる。もしくは、低周波成分の強調を同程度に設定した場合には、高周波成分の強調を小さくて、２次共振周波数でのマージンを大きくとることができ、より安定したサーボ制御を実現することを可能とする。
この結果、記録及び／または再生素子の良好なサーボ制御を実現することができ、より安定した高密度記録再生が行なえるディスク記録及び／または再生装置を実現することができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の実施の形態では、光ピックアップのアクチュエータや磁気ヘッドのアクチュエータに制御信号を供給するための制御演算手段において、アクチュエータの検出回路から得られる誤差信号に基づいて制御信号を算出する際に、複素零点をもつフィルタ特性をもたせる。これにより、位相進み遅れ補償が制限され、誤差信号の高周波成分の強調を抑えても、低周波成分の強調を相対的に大きくすることができる。もしくは、低周波成分の強調を同程度に設定した場合、高周波成分の強調を小さくして、２次共振周波数でのマージンを大きく取ることができる。
【実施例１】
【００１０】
図１は本発明の実施例によるサーボ制御装置の制御系の要部を示すブロック図である。
また、図２は図１に示すサーボ制御装置を利用した光ディスク記録再生装置のフォーカスサーボ制御系の構成例を示すブロック図であり、図３は同じく図１に示すサーボ制御装置を利用した光ディスク記録再生装置のトラッキングサーボ制御系の構成例を示すブロック図である。
さらに、図４は図１に示すサーボ制御装置を利用した磁気ディスク記録再生装置のトラッキングサーボ制御系の構成例を示すブロック図である。
以下、図２及び図３に示す光ディスク記録再生装置及び図４に示す磁気ディスク記録再生装置について説明し、次いで本実施例に係るサーボ制御装置の詳細について説明する。
【００１１】
まず、図２及び図３に示す光ディスク記録再生装置において、記録再生素子は、光ディスク１０に対して情報信号の光学的な読み出し、書き込み動作を行う光ピックアップの光学ヘッドとして構成されており、主に記録再生のためのレーザ光源１１と、このレーザ光源１１から出射されたレーザ光を対物レンズ（レンズ部）１２を通して光ディスク１０に集光させ、この光ディスク１０からの反射光を取り込む光学系１３と、この光学系１３によって取り込んだ反射光を検出する受光部１４とで構成される。
また、光ピックアップ内には、対物レンズ１２をフォーカス方向とトラッキング方向に移動制御する電磁アクチュエータ２１Ａ、２１Ｂと、この電磁アクチュエータ２１Ａ、２１Ｂを駆動制御するアクチュエータ駆動回路２２Ａ、２２Ｂと、受光部１４出力信号からサーボ制御用の誤差信号を検出する誤差信号検出回路２３Ａ、２３Ｂと、この誤差信号検出回路２３Ａ、２３Ｂによって検出された誤差信号に基づいて各種の演算を行い、制御信号を生成する制御演算回路２４Ａ、２４Ｂとを有する。
【００１２】
そして、図２に示すフォーカスサーボ制御系では、電磁アクチュエータ２１Ａが対物レンズ１２を光ディスク１０のディスク面に対して垂直方向に移動するものである。また、受光部１４で得られた信号から、誤差信号検出回路２３Ａによってフォーカスエラー信号が生成される。そして、このフォーカスエラー信号は制御演算回路２４Ａに送られ、アクチュエータ２１Ａを駆動するための制御信号が生成され、この制御信号はアクチュエータ駆動回路２２Ａに送られ、この制御信号に従って電磁アクチュエータ２１Ａが駆動され、誤差信号が小さくなるよう対物レンズ１２を移動する。
また、図３に示すトラッキングサーボ制御系では、電磁アクチュエータ２１Ｂが対物レンズ１２を光ディスク１０のディスク面に対して平行方向に移動するものである。また、受光部１４で得られた信号から、誤差信号検出回路２３Ｂによってトラッキングエラー信号が生成される。そして、このトラッキングエラー信号は制御演算回路２４Ｂに送られ、アクチュエータ２１Ｂを駆動するための制御信号が生成され、この制御信号はアクチュエータ駆動回路２２Ｂに送られ、この制御信号に従って電磁アクチュエータ２１Ｂが駆動され、誤差信号が小さくなるよう対物レンズ１２を移動する。
【００１３】
一方、図４に示す磁気ディスク記録再生装置において、記録再生素子は、磁気ディスク３０に対して情報信号の記録再生を行う磁気ヘッド３１より構成され、この磁気ヘッド３１を移動制御する電磁アクチュエータ３２と、この電磁アクチュエータ３２を駆動制御するアクチュエータ駆動回路３３と、磁気ヘッド３１からの出力信号からサーボ制御用の誤差信号を検出する誤差信号検出回路３４と、この誤差信号検出回路３４によって検出された誤差信号に基づいて各種の演算を行い、制御信号を生成する制御演算回路３５とを有する。
そして、図示の例では電磁アクチュエータ３２で磁気ヘッド３１を磁気ディスク３０のディスク面に対して水平方向に駆動する。磁気ヘッド３１で得られた信号は、誤差信号検出回路３４に送られ、トラッキングエラー信号が生成される。そして、このトラッキングエラー信号は制御演算回路３５に送られ、アクチュエータ３２を駆動するための制御信号が生成され、この制御信号はアクチュエータ駆動回路３３に送られ、この制御信号に従って電磁アクチュエータ３２が駆動され、誤差信号が小さくなるよう磁気ヘッド３１を移動する。
【００１４】
そして、以上の３つの制御系の制御演算回路に図１に示すサーボ制御装置の制御系が設けられている。すなわち、各記録再生装置は、情報信号の記録再生手法や誤差信号の検出方法に違いはあるが、検出信号の伝送路に図１に示すようなブロックを共有しているものである。
また、図５は図２に示す光ディスク記録再生装置のフォーカスサーボ制御系における制御動作を示す説明図であり、図６は図３に示す光ディスク記録再生装置のトラッキングサーボ制御系における制御動作を示す説明図である。また、図７は図４に示す磁気ディスク記録再生装置のトラッキングサーボ制御系における制御動作を示す説明図である。さらに、図８〜図１１は本実施例のサーボ制御系における周波数特性を従来のサーボ制御系と対比して説明する説明図である。
【００１５】
以下、これらの図１〜図１１に基づいて本実施例の特徴となるサーボ制御系の構成及び動作を説明する。
まず、図１中のｒは、記録再生素子の目標位置であり、記録再生素子が本来あるべき位置を表している。
例えば図２に示す光ディスク記録再生装置のフォーカスサーボ制御系では、上記ｒは図５中の光ディスク記録面に焦点を結ぶレンズ位置に相当する。同じく図３に示す光ディスク記録再生装置のトラッキングサーボ制御系では、上記ｒは図６中の光ディスクの信号トラック中心に焦点を結ぶレンズ位置に相当する。さらに同じく図４に示す磁気ディスク記録再生装置のトラッキングサーボ制御系では、上記ｒは図７中の磁気ディスク上の信号トラック中心と磁気ヘッド中心とが一致する位置に相当する。
【００１６】
また、図１中のｄは目標位置に加わる外乱を示している。すなわち、光ディスクのソリや偏芯で記録再生素子があるべき位置は変化する。この変化分を外乱ｄとして表す。
例えば図２に示す光ディスク記録再生装置のフォーカスサーボ制御系では、ディスクのソリや保護膜の膜厚変動により光ディスク記録面に焦点を結ぶレンズ位置が変化する。図５は光ディスクのディスクのソリによる外乱の例を示している。すなわち、ソリのある光ディスクが回転することで、ディスク記録面位置がｄだけ変化し、レンズのあるべき位置もｒ＋ｄに変化する。
同じく図３に示す光ディスク記録再生装置のトラッキングサーボ制御系では、ディスク偏芯などにより、ディスク回転時の信号トラック中心線の位置が変化する。図６はディスク偏芯による外乱の例を示している。すなわち、偏芯のあるディスクが回転することで、信号トラック位置もｄだけ変化し、レンズのあるべき位置もｒ＋ｄに変化する。
さらに同じく図４の磁気ディスク記録再生装置のトラッキングサーボ制御系でも、ディスク偏芯などにより、ディスク回転時の信号トラック中心線の位置が変化する。図７はディスク偏芯による外乱の例を示している。偏芯のあるディスクが回転することで、信号トラック位置もｒだけ変化し、ヘッドのあるべき位置もｒ＋ｄに変化する。
【００１７】
また、図１中のｅは位置誤差を表している。この位置誤差ｅは外乱ｄに応じて変化した記録再生素子の目標位置ｒ＋ｄと制御対象の実際の位置ｙの差ｒ＋ｄ−ｙに相当する。図２〜図４の制御系では、記録再生素子に加わる外乱ｄや実際の位置ｙを直接検出することはできず、誤差信号検出回路で位置誤差ｅ＝ｒ＋ｄ−ｙを検出してサーボ制御を行なう。
【００１８】
図１に示す制御系は、上述した位置誤差ｅ＝ｒ＋ｄ−ｙの算出を行う加減算部１００と、この位置誤差ｅから制御信号ｕを算出する制御演算部１１０と、制御対象１２０より構成される。なお、制御演算部１１０が図２〜図４の制御演算回路に対応している。
そして、制御信号ｕによりアクチュエータが駆動されることで、記録再生素子の位置が決まる。なお、制御対象１２０は制御信号ｕから記録再生素子の位置への特性を表している。
【００１９】
本実施例のサーボ制御系において、サーボ制御の目的は、外乱ｄに対し、位置誤差ｅを充分小さく抑えることにある。すなわち、外乱ｄに対し、外乱ｄに応じて変化した記録再生素子の目標位置ｒ＋ｄと制御対象の実際の位置ｙの差＝ｒ＋ｄ−ｙはできるだけ小さくなることが望ましい。これは外乱ｄから位置誤差ｅへの伝達関数Ｇｄ→ｅ(ｓ)のゲイン周波数特性を小さくすることで実現される。図１のサーボ制御系のＧｄ→ｅ（ｓ）は外乱抑圧特性とも呼ばれ、以下の（１）式ように求められる。
【００２０】
【数１】
2006012284.tif 000003
【００２１】
例えば、光ディスク記録再生装置のフォーカスサーボ制御では、一般に制御対象Ｐ（ｓ）は（２）式に示すような共振特性となる。また、制御器Ｋ（ｓ）は（３）式に示すような低周波成分の強調および高周波での位相進み遅れ補償が行われる。
【００２２】
【数２】
2006012284.tif 000004
【００２３】
制御器Ｋ（ｓ）の周波数特性例を図８に示す。図８（Ａ）はゲイン、図８（Ｂ）は位相を示し、それぞれ縦軸はレベル（ｄＢ、ｄｅｇ）、横軸は周波数(rad/s)を示している。図中の定数ａは低周波成分の強調特性の下限周波数を決定し、定数ｃは低周波成分の強調特性の上限周波数を決定する。定数ｄは高周波での位相進み周波数を決定し、定数ｂは高周波での位相遅れ周波数を決定する。定数ｋは制御器Ｋ（ｓ）全体のゲインを決める。通常ａ、ｂ、ｃ、ｄは実数値をとり、ａ＜ｃ＜ｄ＜ｂのように設定される。
【００２４】
ここで、一般的な例（従来の制御器）で、制御対象Ｐ（ｓ）の定数をωｐ＝２π×４０(rad/s)、ζ＝０．１、Ｇｐ＝２．４×１０４とし、制御器Ｋ（ｓ）の定数をａ＝２π×２２(rad/s)、ｂ＝２π×８０００(rad/s)、ｃ＝２π×６００(rad/s)、ｄ＝２π×１２００(rad/s)、ｋ＝１としたときの外乱抑圧特性Ｇｄ→ｅ(ｓ)の周波数特性例を図９に示す。図９（Ａ）はゲイン、図９（Ｂ）は位相を示し、それぞれ縦軸はレベル（ｄＢ、ｄｅｇ）、横軸は周波数(Ｈｚ)を示している。図９のゲイン周波数特性を見ると、サーボ帯域３ｋＨｚ以下では次第にゲインが小さくなり、１００Ｈｚ以下の低周波では−７０ｄＢ以下の抑圧特性をもつことがわかる。これにより、面ブレによる外乱の影響を１／１０００以下に抑えることができる。
【００２５】
ここで制御器Ｋ（ｓ）の極を決める定数ａ、ｂ及びゲインｋを固定して考え、零点を決める定数ｃ、ｄを複素数としたときの利点を示す。
上記（２）（３）式を用いて（１）式のＧｄ→ｅ(ｓ)を書き直すと、次の（４）式になる。
【００２６】
【数３】
2006012284.tif 000005
【００２７】
ここで、零点を複素数で指定できる制御器Ｋｃ（ｓ）を（５）式とし、この制御器Ｋｃ（ｓ）を用いたときの外乱抑圧特性Ｇｃｄ→ｅ(ｓ)を求めると（６）式になる。
【００２８】
【数４】
2006012284.tif 000006
【００２９】
制御器Ｋｃ（ｓ）では定数ｃ、ｄを新たにと共役な複素数としている。ここで（７）式とし、かつｚｉを充分大きくして、（８）式となるように設定すると、（５）式のＧｄ→ｅ(ｓ)に比べて分母式の定数項が大きい外乱抑圧特性Ｇｃｄ→ｅ(ｓ)を実現できる。分母の定数項が大きいことは、低周波での外乱抑圧特性のゲインが小さいことに対応し、より良好な外乱抑圧特性が実現できる。
【００３０】
【数５】
2006012284.tif 000007
【００３１】
次に、例えば図９の例で、従来の制御器Ｋ（ｓ）に代えて本例の制御器Ｋｃ（ｓ）を用い、定数ａ、ｂ、ｋは図９に示した例と同じく、ａ＝２π×２２(rad/s)、ｂ＝２π×８０００(rad/s)、ｋ＝１とし、定数ｚｒ、ｚｉをｚｒ＝２π×９００(rad/s)、ｚｉ＝２π×１２００(rad/s)としたときの外乱抑圧特性Ｇｃｄ→ｅ(ｓ)を図１０に示す。図１０（Ａ）はゲイン、図１０（Ｂ）は位相を示し、それぞれ縦軸はレベル（ｄＢ、ｄｅｇ）、横軸は周波数(Ｈｚ)を示している。なお、図１０では、本例制御器の外乱抑圧特性Ｇｃｄ→ｅ(ｓ)に合わせて、図９で示した従来制御器の外乱抑圧特性Ｇｄ→ｅ(ｓ)も点線で併記する。
図１０のＧｃｄ→ｅ(ｓ) により、Ｇｄ→ｅ(ｓ)に比べて良好な外乱抑圧特性が実現できていることが確認できる。５００Ｈｚ以下の周波数で１０ｄＢ程度良好である。このように、制御器Ｋ（ｓ）に代えて、複素零点を指定できる制御器Ｋｃ（ｓ）を用いることで、同じ定数ａ、ｂ、ｋを用いても、より良好な外乱抑圧特性をもつ制御系を実現することができる。
最後に、参考として、図９、図１０の各例における開ループ周波数特性を図１１に示す。図１１（Ａ）はゲイン、図１１（Ｂ）は位相を示し、それぞれ縦軸はレベル（ｄＢ、ｄｅｇ）、横軸は周波数(Ｈｚ)を示している。図示のように、複素零点を指定できる制御器Ｋｃ（ｓ）を用いた本例制御器の場合の開ループ周波数特性の方が低周波でのゲインが大きいことが確認できる。
【００３２】
以上のように、本実施例によれば、制御演算回路に複素零点をもつフィルタ特性をもたせることで、誤差信号の低周波成分の強調を高周波成分の強調に比べて相対的に大きくすることができ、これにより良好な外乱抑圧特性をもつ制御系を実現することができる。
また、図９の例では、制御器ゲインとして高周波成分の強調を同程度にし、相対的に低周波成分の強調を大きくしたが、制御器ゲインを調節して低周波成分の強調を同程度にすることで、相対的に高周波の強調を小さくして２次共振周波数でのマージンを大きく取り、より安定したサーボ制御を実現することも可能である。
なお、以上の実施例では、記録と再生を兼用した装置のサーボ制御系を例に説明したが、いずれか一方の機能を有する装置にも同様に適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施例によるサーボ制御装置の制御系の要部を示すブロック図である。
【図２】図１に示すサーボ制御装置を利用した光ディスク記録再生装置のフォーカスサーボ制御系の構成例を示すブロック図である。
【図３】図１に示すサーボ制御装置を利用した光ディスク記録再生装置のトラッキングサーボ制御系の構成例を示すブロック図である。
【図４】図１に示すサーボ制御装置を利用した磁気ディスク記録再生装置のトラッキングサーボ制御系の構成例を示すブロック図である。
【図５】図２に示す光ディスク記録再生装置のフォーカスサーボ制御系における目標位置と外乱の例を示す説明図である。
【図６】図３に示す光ディスク記録再生装置のトラッキングサーボ制御系における目標位置と外乱の例を示す説明図である。
【図７】図４に示す磁気ディスク記録再生装置のトラッキングサーボ制御系における目標位置と外乱の例を示す説明図である。
【図８】制御器の周波数特性例を示す説明図である。
【図９】従来制御器を用いた光ディスクフォーカスサーボ制御系での外乱抑圧特性の例を示す説明図である。
【図１０】本発明の実施例による制御器を用いた光ディスクフォーカスサーボ制御系での外乱抑圧特性の例を示す説明図である。
【図１１】本発明の実施例による制御器及び従来制御器を用いた光ディスクフォーカスサーボ制御系での開ループ周波数特性の例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０……光ディスク、１１……レーザ光源、１２……対物レンズ、１３……光学系、１４……受光部、２１Ａ、２１Ｂ、３２……電磁アクチュエータ、２２Ａ、２２Ｂ、３３……アクチュエータ駆動回路、２３Ａ、２３Ｂ、３４……誤差信号検出回路、２４Ａ、２４Ｂ、３５……制御演算回路、３１……磁気ヘッド。
【図１】
2006012284.tif 000008
【図２】
2006012284.tif 000009
【図３】
2006012284.tif 000010
【図４】
2006012284.tif 000011
【図５】
2006012284.tif 000012
【図６】
2006012284.tif 000013
【図７】
2006012284.tif 000014
【図８】
2006012284.tif 000015
【図９】
2006012284.tif 000016
【図１０】
2006012284.tif 000017
【図１１】
2006012284.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成16年7月12日(2004.7.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
記録媒体に対して情報信号の記録及び／または再生を行う記録及び／または再生素子と、
上記記録及び／または再生素子を上記記録媒体上の目標位置に移送するアクチュエータと、
上記目標位置と実際の記録位置または再生位置との誤差に比例する誤差信号を検出する誤差信号検出手段と、
上記誤差信号検出手段によって検出された誤差信号に基づいて、上記アクチュエータを駆動制御する制御信号を生成し、上記アクチュエータを駆動制御する制御演算手段とを備え、
上記制御演算手段は、上記誤差信号に基づいて制御信号を算出する経路に、低域ゲインを高くするために複素零点に基づくフィルタ特性をもたせる手段を設けた、
ことを特徴とするサーボ制御装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
上述の目的を達成するため、本発明のサーボ制御装置は、記録媒体に対して情報信号の記録及び／または再生を行う記録及び／または再生素子と、上記記録及び／または再生素子を上記記録媒体上の目標位置に移送するアクチュエータと、上記目標位置と実際の記録位置または再生位置との誤差に比例する誤差信号を検出する誤差信号検出手段と、上記誤差信号検出手段によって検出された誤差信号に基づいて、上記アクチュエータを駆動制御する制御信号を生成し、上記アクチュエータを駆動制御する制御演算手段とを備え、上記制御演算手段は、上記誤差信号に基づいて制御信号を算出する経路に、低域ゲインを高くするために複素零点に基づくフィルタ特性をもたせる手段を設けたことを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
また、本発明のサーボ制御方法は、記録媒体に対して情報信号の記録及び／または再生を行う記録及び／または再生素子と、上記記録及び／または再生素子を上記記録媒体上の目標位置に移送するアクチュエータと、上記目標位置と実際の記録位置または再生位置との誤差に比例する誤差信号を検出する誤差信号検出手段と、上記誤差信号検出手段によって検出された誤差信号に基づいて、上記アクチュエータを駆動制御する制御信号を生成し、上記アクチュエータを駆動制御する制御演算手段とを備えたサーボ制御装置の制御方法であって、上記制御演算手段によって上記誤差信号に基づいて制御信号を算出する際に、低域ゲインを高くするために複素零点に基づくフィルタ特性をもたせることを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
制御器Ｋｃ（ｓ）では定数ｃ、ｄを新たに共役な複素数としている。ここで（７）式とし、かつｚｉを充分大きくして、（８）式となるように設定すると、（５）式のＧｄ→ｅ(ｓ)に比べて分母式の定数項が大きい外乱抑圧特性Ｇｃｄ→ｅ(ｓ)を実現できる。分母の定数項が大きいことは、低周波での外乱抑圧特性のゲインが小さいことに対応し、より良好な外乱抑圧特性が実現できる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2006012284.tif 000019
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2006012284.tif 000020
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2006012284.tif 000021
【手続補正８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
2006012284.tif 000022